Хаббл впервые доказал существование одинокой черной дыры, измерив ее массу
Около 100 миллионов одиночных черных дыр дрейфуют среди звезд Млечного Пути. Однако ни одна одиночная черная дыра не была обнаружена без бинарной звезды-компаньона. Впервые в истории, после шести лет всесторонних наблюдений, космический телескоп Хаббл предоставил прямые доказательства существования такой одиночной черной дыры. Расположенная на расстоянии около 5 000 световых лет от нас, в спиральном рукаве Стрельца, она движется через межзвездное пространство и деформируется под воздействием мощных гравитационных сил.
Содержание статьи:
Благодаря влиянию гравитационного линзирования изолированная черная дыра дала Хабре подсказки для определения ее массы, расстояния и скорости. Благодаря этому открытию астрономы могут оценить, что адиабатическая черная дыра с массой звезды может находиться всего в 80 световых годах от нас.
Две разные исследовательские группы использовали данные Хаббла в своих исследованиях. Одной из них руководил Кайлаш Саху из Научного института космического телескопа в Балтиморе, штат Мэриленд; второй — Кейси Рами из Калифорнийского университета в Беркли. Результаты двух групп исследователей несколько отличаются друг от друга, но обе предполагают существование этого невидимого компактного объекта.
Невидимая черная дыра, дрейфующая в галактике
Одинокие дыры, блуждающие по Млечному Пути, являются результатом звездных взрывов массивных сверхновых по крайней мере в 20 раз больше нашего Солнца. Их остаточные ядра, раздавленные гравитацией, образуют черные дыры. Иногда, если симметрия взрыва не идеальна, этот космический объект переносится в межзвездное пространство.
Найти черную дыру без другого компаньона непросто. Это объясняется тем, что она не излучает свет. Однако ее сильная гравитация деформирует окружающее пространство. Она отклоняет и усиливает свет звезды. Их улавливают наземные телескопы, которые ищут их, независимо от того, вызвано ли какое-либо видимое изменение яркости их перемещением перед передним планом.
Читайте также: Хаббл нашел «недостающее звено» в происхождении сверхмассивных черных дыр
Астрономы пытаются понять появление сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной. Речь идет о моменте, когда эти объекты открылись далеко-далеко и..
Одно из этих событий обозначено четырьмя большими плоскостями в нижней части изображения ниже. Стрелки указывают на звезды. Звезды на мгновение становятся ярче, когда черная дыра на переднем плане перемещается по полю зрения. После прохождения через черную дыру звезда возвращается к своей нормальной яркости. Астрономы изучили звезды и экзопланеты примерно в 30 000 событий, которые до сих пор наблюдаются в нашей галактике, используя это явление, называемое гравитационной микросейсмической интеграцией. Сигнатура передней дыры выделяется среди других событий как уникальный микросейсм. Очень сильная гравитация черной дыры увеличивает продолжительность события линзирования более чем на 200 дней.
Микролинзирование позволяет оценить массу, расстояние и скорость
Когда одиночная черная дыра прошла перед фоном в 19 000 световых годах от нас в галактическом скоплении, свет звезды был направлен в сторону Земли. Однако из-за кривизны мира передней черной дыры потребовалось несколько лет наблюдений «Хаббла», чтобы отследить, как фоновая звезда отклонилась от своего положения.
Метод микроинфильтрации позволил ему получить информацию о массе, расстоянии и скорости черной дыры.
- Отклонения, вызванные интенсивной деформацией пространства, позволили команде SAHU установить, что черная дыра имеет массу семь солнечных масс. Кроме того, она проходит через нашу галактику со скоростью 160 000 километров в час (достаточно быстро, чтобы преодолеть расстояние от земли до Луны за три часа). Это быстрее, чем большинство других близлежащих звезд в этом регионе нашей галактики;
- Команда Ламы сообщает о несколько меньшем диапазоне масс. Это означает, что объект может быть нейтронной звездой или черной дырой. По их оценкам, масса невидимого компактного объекта находится между 1,6 и 4,4 раза больше массы Солнца. В верхней части этого диапазона объект был бы черной дырой, а в нижней — нейтронной звездой.
В следующем видео представлена дополнительная информация об аномальной апертуре Хаббла.
Важность обнаружения одиночной черной дыры
О существовании черных дыр со звездными массами известно с начала 1970-х годов, но все измерения массы до сих пор проводятся в бинарных звездных системах. В них газовые компаньоны входят в черную дыру и нагревают ее до таких высоких температур, что она испускает рентгеновские лучи; массу черной дыры в рентгеновской бинарной системе можно оценить по гравитационному воздействию на ее партнеров. Номинальная масса составляет от 5 до 20 солнечных масс. Черные дыры, замеченные в других галактиках в гравитационных волнах, возникающих при слиянии черных дыр с объектами и компаньонами, достигли массы 90 солнечных масс.
Обнаружение одной черной дыры дает новую информацию о популяции этих объектов в Млечном Пути», — говорит Саху. Он надеется, что его программа позволит найти больше свободно плавающих черных дыр в нашей галактике.
Подобно поиску иголки в стоге сена, он надеется, что только одно из сотен событий микроподъема может быть вызвано изолированной черной дырой.
